WikiDer > Internet-Austausch

EIN Internet-Austausch ist eine Organisation, die ihren Mitgliedern (oder Kunden im Falle einer kommerziellen Börse) eine Netzwerkplattform anbietet, auf der die verbundenen Parteien IP-Verkehr untereinander austauschen können.

Siehe auch: spähen

Grundsätzlich gibt es zwei Arten von Internetbörsen:

• (meist) gemeinnützige Organisationen, oft gegründet von Internetanbieter die eine neutrale Plattform bieten und bei denen grundsätzlich jeder Internetprovider, der die technischen Voraussetzungen erfüllt, Mitglied werden kann. Die meisten von diesen neutral Börsen verwenden einen oder mehrere unabhängige Co-Location-Punkte wo sie sind Ethernet bieten ein Netzwerk an, an das Provider dann ihre Router anschließen können
• Kommerzielle Vermittlungsstellen: Dies sind häufig Anbieter von Backbone-Diensten, die neben (Ethernet-)Festverbindungen zwischen zwei Punkten auch die Möglichkeit bieten, Verbindungen zu anderen Kunden dieses Unternehmens aufzubauen. Im Gegensatz zu den gemeinnützigen Börsen, die ihre Dienste an mehreren physischen Standorten anbieten, sind diese kommerziellen Anbieter nicht ortsgebunden: Wenn Sie Kunde des organisierenden Unternehmens sind und eine Verbindung zu dessen Netzwerk haben, können Sie dies - in der Regel über Ihr eigenes VPN oder möglicherweise über ihre eigene physische Verbindung - verbinden Sie sich auch mit ihren Peering-Diensten. Dies kann über Punkt-zu-Punkt-Verbindungen erfolgen, bei denen die beiden Parteien selbst den Verkehrsaustausch vereinbaren und die Router die IP-Adressen eines der beiden Kunden verwenden, oder über einen Multi-Point-Broadcast .-Netzes und wo der Dienstanbieter den Benutzern IP-Nummern für den Austausch von Datenverkehr anbietet.

Prinzip des Internetaustauschs

Der klassische Internet-Austausch, wie der Amsterdamer Internetaustausch oder der Londoner Internetaustausch, bestehen einfach nur aus einem geswitchten Ethernet-Netzwerk, an das die Mitglieder ihren Router anschließen. Das spähen Schnittstelle dieses Routers (der also mit der Plattform verbunden ist) bekommt ein IP Adresse der Internet-Austausch-Organisation, und dann können die Mitglieder über die Border Gateway Protokoll oder BGP-4 Protokoll. Dazu müssen die Mitglieder mit jedem Peering-Partner individuell Termine vereinbaren und eine BGP-Sitzung in ihrem Router einrichten.

Eine Alternative ist die Verwendung eines zentralen Servers: Teilnehmer, die möchten, können an einem Route-Server teilnehmen: Sie tauschen nicht einzeln Verkehr mit anderen Mitgliedern aus, sondern bauen eine Sitzung mit einem speziellen Router der Austausch-Organisation auf. Anschließend können alle anderen Teilnehmer, die diesen Dienst ebenfalls nutzen, über den zentralen Route-Server Verkehr untereinander austauschen. Das spart administrativen Aufwand, da Sie nicht mit jedem Peering-Partner eine Vereinbarung abschließen müssen.

Diese zentralen Dienste werden in der Regel nur von den etwas kleineren Anbietern genutzt: Die größten Player wollen mit den kleinen Anbietern gar keine Peering-Session aufbauen: Sie bieten nur Peering-Vereinbarungen mit den sehr großen anderen Netzen an, in denen ein minimaler Traffic vorhanden ist ausgetauscht werden und bei denen auch vereinbart wird, dass der ein- und ausgehende Verkehr nicht zu stark voneinander abweichen darf. Kleinere Anbieter dürfen mit diesen großen Parteien Verkehr austauschen, allerdings in Form von Transitverkehr: Der große Anbieter bietet nicht nur Routen zu eigenen IP-Nummern (IP-Nummern seiner Kunden) an, sondern bietet auch eine weltweite Verbindung an. Der kleine Anbieter muss dann nur noch diesen Transitverkehr bezahlen.

Allerdings ist es für jeden Provider wünschenswert, möglichst viel Traffic per Peering auszutauschen. Da in der Vergangenheit (um die Jahrhundertwende) alle Anbieter den Verkehr über Peering (mit Closed Exchange) austauschten, gibt es relativ kleine Anbieter, die noch Peering-Vereinbarungen mit sehr großen anderen Anbietern haben, neue Player aber nur lokal abschließen können Peering-Vereinbarungen mit den kleineren Anbietern.

Es gibt auch globale Internetprovider, die nur Regionalverkehr peeren: Sie können dann zum Beispiel nur Europaverkehr in Amsterdam austauschen, aber wenn Sie auch Verkehr von/nach Amerika per Peering austauschen möchten, müssen Sie dies in einer Internetbörse arrangieren in den USA. Die großen Anbieter tun dies auch, um zu verhindern, dass kleine Parteien Peering-Vereinbarungen missbrauchen, um sich auf Kosten der großen Anbieter für sehr wenig Geld mit einem großen Teil der Welt zu verbinden.

Aktuelle Strukturen

Ursprünglich wurde ein Internetaustausch realisiert, indem ein oder zwei verbundene Co-Location-Räume verwendet wurden, wobei die Internetaustauschorganisation dann ein Ethernet verwendet LAN realisiert, um die Router der Mitglieder zu verbinden. Bei zwei Standorten wurden die Ethernet-Switches des einen Standorts über die damals schnellste Technologie mit den Switches des anderen Standorts verbunden. Heutige Internetbörsen haben oft eine viel komplexere Struktur mit mehreren Co-Location-Standorten und jeder Standort ist zumindest physisch mit zwei anderen Standorten verbunden, aber im Prinzip bildet das Exchange-Netzwerk immer noch ein Broadcast-Domain und die Router-Schnittstellen der Mitglieder erhalten jeweils eine IP-Adresse aus demselben Subnetz.

Die allerersten Internetbörsen nutzten nicht nur Ethernet: Vor allem in Amerika gibt es auch Börsen, die Teilnehmer über Frame Relay, ATM und FDDI verbinden. Beispiele hierfür sind die bekannten Börsen MAE-Ost und MAE-West von MCI^[1]

Redundanz

Da Internetbörsen im weltweiten Internet tatsächlich eine sehr zentrale und wesentliche Rolle spielen, werden hohe Anforderungen an die Verfügbarkeit der Plattform als solche gestellt. Es gibt ungefähr drei Möglichkeiten, spähen um den Verkehr zwischen ISPs sicherzustellen:

• Redundanz in der Infrastruktur eines bestimmten Internetknotens
• Redundanz des Providers innerhalb eines bestimmten Internetknotens
• Redundanz der Anbieter durch Austausch von Traffic über verschiedene Vermittlungsstellen

Redundanz in der Infrastruktur

Die von den Vermittlungsstellen angebotenen Ethernet-Netzwerke sind oft sehr robust und in vielerlei Hinsicht redundant. Einige Beispiele hierfür sind:^[2][3]

• ein Internet-Austausch ist auf mehrere Co-Location-Einrichtungen an räumlich unterschiedlichen Standorten und von verschiedenen Anbietern/Unternehmen verteilt
• die verschiedenen Standorte sind über mindestens zwei getrennte Netzwerkpfade miteinander verbunden und nach Möglichkeit mit unterschiedlichen (Core-)Switches an einem Standort verbunden
• Die Switches innerhalb eines Standorts sind außerdem mehrfach gekoppelt: Der Ausfall einer einzelnen Schnittstelle, mit der Switches verbunden sind, wird niemals einen Switch vom Rest des Netzwerks isolieren
• die Switches sind mit mehreren Netzteilen, Lüftern und ggf. auch mehreren Managementkarten etc. ausgestattet.
• eine duale Infrastruktur anbieten. Das Londoner Internetaustausch hat beispielsweise an allen Standorten zwei komplett getrennte Switching-Plattformen und ein Mitglied von LINX erhält standardmäßig eine Verbindung zu jeder Plattform: Fällt eine Switching-Plattform aus, bleibt die andere normalerweise verfügbar.
• Die technischen Anforderungen an jede Co-Location-Anlage sind hoch: Beispielsweise muss die Stromversorgung sehr zuverlässig sein und über UPS Systeme (Unterbrechungsfreie Stromversorgung) und eine oder mehrere Notstromaggregate oder NSAs. Jeder Schalter muss an separate Stromquellen und separate USV-Systeme angeschlossen werden
• die Colocation-Fläche muss eine garantierte Kühlung bieten: Ein einzelner Ausfall einer Kühlmaschine oder eines Leistungsblocks darf nie zu einer zu geringen Kühlleistung führen
• die Colocation-Fläche muss über eine angemessene Brandschutz, Brandmelde- und Brandbekämpfungssystem
• die physische Sicherheit des Standorts ist wichtig: Unbefugte dürfen keinen Zutritt zu den Räumen haben und es muss auch bei Netzänderungen ganz klare Abläufe geben: Änderungen an (Kupfer- oder Glasfaser-) Anschlüssen dürfen nur von einer autorisierten Person vorgenommen werden und Patch-Schränke.

Redundanz des Providers innerhalb eines bestimmten Internetknotens

Obwohl der Internet-Exchange-Betreiber so viel Redundanz wie möglich in den Infrastruktur des Internetknotens, des Internetproviders bzw. Teilnehmer Maßnahmen ergreifen: wenn der Anbieter nur über einen einzigen Router mit angebundener Schnittstelle zum to spähen Netzwerk, dann führt ein einzelner Ausfall dieses Routers oder des Switch-Ports der Vermittlungsstelle zu einem Verlust des Datenverkehrs. Es obliegt dem Anbieter, alternative Wege zu allen Internetzielen bereitzustellen. Einige Maßnahmen, die ein Anbieter ergreifen kann, sind:

• ausreichend verfügbare Bandbreite über Transitanbieter, wenn ein Anbieter sicherstellt, dass die Router, mit denen der Transitverkehr abgewickelt wird, nicht mit den Routern am Internetknoten übereinstimmen oder zumindest genügend Alternativen vorhanden sind
• größere Anbieter entscheiden sich oft dafür, mehrere Verbindungen zum Peering-Netzwerk zu verwenden, die unterschiedliche Standorte verwenden. Die Provider haben ihre Netzwerkgeräte in der Regel zwischen diesen Standorten (getrennt vom Netz der Vermittlungsstelle) miteinander verbunden, die verschiedenen Standorte können jedoch völlig autark voneinander arbeiten und die Router an den verschiedenen Standorten verfügen über eigene Backbone-Verbindungen zum Rest der rest Netz des Anbieters verbunden
• Wenn ein Peering-Partner an einer bestimmten Vermittlungsstelle mehrere Verbindungen zum Netzwerk hat, verdoppeln BGP-4 Sitzung über ein Mesh-Netzwerk eingerichtet: Jeder Router von Mitglied 1 hat BGP-4-Links zu jedem Router von Mitglied 2, dem Peering-Partner
• die verwendete Ausrüstung ist so weit wie möglich redundant: doppelte Netzteile, doppelte Management- oder Prozessorkarten usw.
• die Verbindungen zwischen den Peering-Router und dem restlichen Netzwerk des Anbieters werden zumindest über separate Netzwerkpfade dupliziert.

Redundanz der Anbieter durch Austausch von Traffic über verschiedene Vermittlungsstellen

Und schließlich können ISPs die Verfügbarkeit ihres Netzwerks weiter erhöhen, insbesondere die Möglichkeit, Datenverkehr mit anderen Anbietern (sowohl Transit als auch Peering) auszutauschen, indem sie verschiedene Internet-Exchanges nutzen. Die größeren Anbieter werden daher nicht nur an der lokalen (nationalen) Vermittlungsstelle präsent sein, um Verkehr mit Anbietern im eigenen Land auszutauschen, sie werden auch Verbindungen zu den Hauptbörsen in Europa, den USA und/oder Fernost suchen. In Europa werden die meisten Anbieter zumindest an einigen der großen Börsen vertreten sein, wie z Londoner Internetaustausch, das Amsterdamer Internetaustausch und der Deutscher kommerzieller Internetaustausch.Und wenn Anbieter Peering-Vereinbarungen mit anderen Anbietern haben, werden sie grundsätzlich vereinbaren, dass sie an jeder Vermittlungsstelle Verkehr miteinander austauschen, wobei Routingregeln normalerweise den kürzesten Weg für den Verkehr wählen, aber bei Ausfällen in einer Vermittlungsstelle oder der Auch die eigenen Netze der Anbieter übertragen den Verkehr in a Devisen“ kann getauscht werden.Angenommen, Anbieter A hat eine Peering-Übereinstimmung mit Anbieter B. Beide sind Mitglieder von AMSIX und LINX. Standardmäßig wird das Routing-Protokoll so eingerichtet, dass der Verkehr, der von einem Kunden von A zu einem in Großbritannien ansässigen Kunden von B kommt, in London ausgetauscht wird und der Verkehr von B für einen niederländischen Kunden von A über die AMSIX: Bei einer Störung des AMSIX oder einem Problem mit der Backbone-Verbindung von A zu seinen Routern in Amsterdam kann der gesamte Verkehr auch über den LINX abgewickelt werden. Es obliegt den Anbietern, diesbezüglich Vereinbarungen zu treffen.

Ein Internetprovider wird möglichst viel seines Traffics per Peering abwickeln wollen, da dies günstiger als der Versand über den Transit-Provider und in der Regel schneller ist: Wenn Sie IP-Traffic für Provider B direkt an diesen Provider senden können, ergeben sich in der Regel kürzere Wege als wenn es über einen Dritten gesendet wird. Wenn jedoch (ein Teil) des Peering-Verkehrs aus irgendeinem Grund ausfällt, kann der Verkehr für diese -nicht arbeitenden Peering-Partner- über die Transitverbindungen abgewickelt werden.Technisch gibt es beim Peering keinen oder nur einen geringen Unterschied: Route austauschen Im Transit auch Informationen information über BGP-4 geht, liegt der große Unterschied in den angebotenen Routen: Über Peering hat man im Prinzip nur die Möglichkeit, Verkehr auszutauschen, der das Netz des Peering-Partners oder eines Kunden dieses Partners als Endziel hat normalerweise werden zu jedem Ziel alle verfügbaren Routen angeboten. Hiervon können die Parteien abweichen: Sie können vereinbaren, dass Sie Teiltransit kaufen: zum Beispiel, dass Sie nur Routen aus amerikanischen Netzen von einem Transitpartner erhalten möchten.

Entwicklungen

Denn der Bandbreitenbedarf auf der Switched Platform der Internet Exchanges ist enorm und wächst sehr schnell^[4] technologische Innovationen werden oft schon früh an den Börsen umgesetzt. An den Vermittlungsstellen wurden beispielsweise die ersten großen Switches implementiert, die auch Gigabit-Ethernet- und später 10 Gbit-Verbindungen ermöglichten.

Ein weiteres Beispiel für frühzeitige Annahme war die Umsetzung der optischer Schalter auf der AMSIX. Um Unterbrechungen von Glasfaserverbindungen selbst absorbieren zu können, bietet der AMSIX Photonische Schalter von Glimmerglas.^[2][5] Eine optische Schnittstelle eines Switches (oder DWDM-Systems) ist nicht direkt über eine dunkle Glasfaser mit dem anderen Switch verbunden, sondern verläuft über den optischen Switch. Der optische Switch funktioniert dann als eine Art elektronisches optisches Patchpanel: Die ankommende Faser kann mit einer abgehenden Faser zum anderen Standort verbunden werden, aber wenn diese Verbindung unterbrochen wird, kann eine alternative Route verwendet werden (andere Fasern lesen). Auf diese Weise können Sie die Anzahl der verfügbaren physischen Netzwerkpfade zwischen den Switches (und Co-Location-Standorten) erhöhen, ohne die Schicht 2 unnötig kompliziert zu machen: Von den Ethernet-Switches aus gesehen gibt es einfach eine feste „Dark Fiber“-Verbindung zwischen den beiden Schalter, während in Wirklichkeit mehrere mögliche Pfade verwendet werden können.

Ressourcen und Referenzen

Allgemeine Quelle: Was ist ein Internet-Austausch? und Website Euro-IX Association